土賢莊水電站設(shè)備布置方式

李國章+耿岳維+張善斌

【摘要】土賢莊水電站根據(jù)設(shè)計水頭、流量變化范圍，選擇豎井貫流轉(zhuǎn)漿式水輪發(fā)電機組（手動轉(zhuǎn)漿）2臺，裝機容量為2×2000KW。水工建筑物由攔污柵、前池、進水閘、壓力管道、電站廠房、尾水渠等建筑物組成。機組技術(shù)供水采用水泵供水方式，設(shè)兩臺KDR100-32型水泵，一臺工作，一臺備用。機組采用臥式布置方式。

【關(guān)鍵詞】豎井貫流轉(zhuǎn)槳式；技術(shù)供水；裝機容量；油、氣、水系統(tǒng)

【Abstract】According to the design water head and the range of flow variation， 2 hydropower stations （manual and rotary slurry） are selected， and the installed capacity is 2 * 2000KW. The hydraulic structures by the trash rack， pool and intake， pressure piping， power plant， tailrace and other buildings. The technical water supply of the unit adopts the water supply mode of the pump， with two KDR100-32 pumps， one work and one spare. The unit adopts horizontal arrangement.

【Key words】Shaft crossing paddle type；Technical water supply；Installed capacity；Oil，Gas and water system

1. 工程布置及建筑物

（1）土賢莊水電站位于石家莊市東二環(huán)與石津總干渠交叉口的土賢莊村處，裝機容量為2×2000KW。水工建筑物工程包括：攔污柵、前池、進水閘、壓力管道、電站廠房、尾水渠等建筑物組成。

（2）攔污柵：布置在引水渠道和前池之間，與渠道縱軸呈900夾角布置，以增大過水斷面，減小過柵流速。攔污柵共13孔，其中兩側(cè)于渠道岸邊相接的為三角形孔，其余均為矩形孔。隔墩為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

（3）前池：鋼筋混凝土護底，分為斜坡段和平直段。斜坡段長16.32m，，設(shè)計水深8.5m；進水閘：閘前設(shè)計水位69.33m。閘室為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，閘門為潛孔式快速平面鋼閘門，孔口尺寸3.5×5.0m，共4孔，配QPK-2X25固定卷揚式啟閉機4臺。

（4）壓力管道：設(shè)計流量89.02m3/s，為4個鋼筋混凝土供水管道，均為矩形漸變斷面，各長10m，分兩段，上段與閘室連接，為斜坡段，電站主廠房：位于石津主干渠上，露天安裝間布置在緊靠主廠房下游側(cè)。進廠公路設(shè)在左岸，進口與石家莊東二環(huán)公路連接，主機設(shè)備運輸安裝可沿進廠公路直接到達安裝間，由吊車吊運至各安裝現(xiàn)場。主廠房內(nèi)密封后的豎井室和水輪機室以及豎井兩側(cè)過水流道頂部為發(fā)電機組的事故流道。

（5）副廠房：副廠房分別布置在橡膠壩上部和主廠房兩側(cè)。橡膠壩上部副廠房內(nèi)主要布置有中央控制室、高低壓開關(guān)柜室和辦公場所，尺寸（16×14.4×12）（長×寬×高）；主廠房兩側(cè)副廠房分別布置有技術(shù)供水、橡膠壩供水、空壓機以及發(fā)電機勵磁變壓器等，尺寸（16×5×9.35）（長×寬×高）。左岸副廠房設(shè)門直接與進廠公路連接，豎井室和水輪機室可從左岸副廠房的負一層進入，對有關(guān)設(shè)備進行巡視、操作和檢修。從副廠房一層高程68.2m處分別進入高程68.45m處人行通道和室外樓梯，人行通道到達中央控制室和高低壓開關(guān)室，室外樓梯上至橡膠壩上部副廠房二、三層辦公場所，人行通道貫穿兩岸副廠房。

（6）尾水池：尾水池緊接水輪機尾水管出口，為矩形斷面，鋼筋混凝土護底，分為平直段和斜坡段，平直段長度1.05m，底板高程56.92m，厚度1.2m，凈寬為30.545m。斜坡段長度14.385m，倒縱坡比1：3.5，底板厚度0.6m。斜坡段與渠道順接，渠底高程為61.03m。設(shè)計尾水位63.7m，最低尾水位62.5m，最高尾水位64.2m。

2. 水力機械

（1）根據(jù)電站設(shè)計水頭、流量變化范圍，選擇GDJ735B-WS-260型豎井貫流轉(zhuǎn)漿式水輪發(fā)電機組（手動轉(zhuǎn)漿）2臺，單機容量2000KW。水輪機設(shè)計水頭5.5m，總設(shè)計流量89.02m3/s。配套發(fā)電機型號為SFW2000-8/1430，額定容量2000KW，額定電壓6.3KV。調(diào)速器采用YZF-T-6000型，勵磁裝置KL-46。機組安裝高程58.9m。

（2）機組技術(shù)供水：采用水泵供水方式，設(shè)兩臺KDR100-32型水泵，一臺工作，一臺備用。滲漏排水：設(shè)兩臺100QW100-12-7.5型滲漏排水泵，一臺工作，一臺備用。消防水源由機組技術(shù)供水承擔。氣系統(tǒng)：設(shè)w-0.8/10-b型低壓空壓機2臺，1臺工作，1臺備用；油系統(tǒng)：設(shè)LY-50型壓力式濾油機2臺，WCB-50型齒輪油泵1臺，另設(shè)2個4.0m3油罐。低壓氣罐和氣水分離器各1臺。

3. 裝機容量選擇

（1）根據(jù)裝機容量與年發(fā)電量關(guān)系曲線及水能計算成果，以75%年裝機年利用小時數(shù)在3000小時左右，多年平均裝機年利用小時數(shù)在3300小時左右為原則，裝機容量在4000KW左右，據(jù)此選擇3個裝機方案。三種方案均能滿足灌溉大流量放水和引江小流量的要求。考慮到裝機容量超過4000KW后，單位裝機容量下的年發(fā)電量增量逐漸變緩（與裝機容量4000KW相比），且同型號機組與選擇異型裝機組成方案比較，又具有安裝、運行投資較少，維護較為便利等因素，采用方案Ⅲ。即電站裝機容量選擇為2臺2000KW同型號機組，為解決大、小流量跨度較大的問題，選擇采用手動轉(zhuǎn)漿式水輪機，當來水流量較小

時，通過手動調(diào)整漿葉角度改善水輪機組的運行工況，提高發(fā)電效率。

（2）機組采用臥式布置方式，水輪機主軸通過1：4的增速器和發(fā)電機軸連接。轉(zhuǎn)輪直徑2.6m，采取手動調(diào)漿方式。尾水管采取水平直錐擴散形式，圓形斷面漸變?yōu)榫匦螖嗝娉隹凇A形斷面初始直徑為2.6m，尾端直徑為3.952m；矩形斷面出口尺寸為5.945×4.368m（寬×高）。

4. 油、氣、水系統(tǒng)

（1）電站水頭變化范圍5.13～6.83m，技術(shù)供水采用水泵供水方式。正常運行時由壓力前池取水，經(jīng)冷卻器后排至尾水，汛期改由生活水源供水。電站設(shè)2臺KDR100-32型技術(shù)供水水泵，一臺工作，一臺備用，供水對象主要為發(fā)電機空氣冷卻器和軸承冷卻器。電站設(shè)2套LS-PLC-100型濾水器供過濾清潔水質(zhì)使用。

（2）廠內(nèi)滲漏排水主要排出廠房滲漏水、機組漏水及管路閥門的漏水等。全廠滲漏水經(jīng)排水管和排水溝匯流至集水井，然后由滲漏排水泵排至下游尾水。設(shè)兩臺100QW100-12-7.5型滲漏排水泵，一臺工作，一臺備用。泵的啟、停根據(jù)集水井水位變化實現(xiàn)自動控制。

（3）電站低壓空氣主要作用是機組制動、快速閘門空氣圍帶密封、機組設(shè)備吹掃，為此設(shè)W-0.8/10-b型低壓空壓機兩臺，低壓氣罐1個，氣罐體積2.0m3。電站水輪機采用YZF-T-6000型調(diào)速器，其系統(tǒng)采用氣囊式蓄能器，一般只在每年機組檢修時補氣，因此電站可不設(shè)高壓氣系統(tǒng)。

（4）電站設(shè)置獨立的油系統(tǒng)，其設(shè)備、管路與其他系統(tǒng)分開，同時設(shè)XYZ200型稀油站2臺，電站設(shè)LY-50型壓力式濾油機2臺、wcb-50型齒輪油泵一臺。

（5）電站在上、下游分別設(shè)置測井，放置水位測量探頭，其采集的水位信號經(jīng)電纜送至中控室計算機監(jiān)測系統(tǒng)。endprint